Anforderungen an einen Hochleistungs- und Hochtemperatur- Latent-Wärmespeicher zur Besicherung der Versorgung sensibler Industriebetriebe

Abstract

Die STEAG New Energies GmbH betreibt bundesweit mehr als 200 Anlagen zur Erzeugung von Strom und Wärme überwiegend auf Basis regenerativer Energieträger wie Biomasse, Biogas, Grubengas und Geothermie, aber auch konventioneller fossiler Primärenergien. Insbesondere in Kraft-Wärme-Kopplung betriebene Anlagen erzeugen die nicht primär vom Verbraucher geforderte Energieform suboptimal. Gemeinsam mit den Partnern Badische Engineering GmbH (BSE), Badische Stahlwerke GmbH (BSW), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) und F.W. Brökelmann Aluminiumwerk GmbH & Co. KG (FWB) wird deshalb ein öffentlich gefördertes Vorhaben mit dem Titel Thermische Energiespeicher für die Erhöhung der Energieeffizienz in Heizkraftwerken und Elektrostahlwerken unter dem Förderkennzeichen 03ESP011 beim BMWi durchgeführt. Neben einer Potenzialstudie für die beiden Unternehmen aus Energiewirtschaft und Stahlerzeugung, wird konkret die Entwicklung und Erprobung eines Latentwärmespeichers in einem Heizkraftwerk der STEAG New Energies GmbH umgesetzt. Am Standort Wellesweiler wird neben Industriekunden insbesondere ein Werk zur Herstellung von Kunststofffolien mit Dampf (300 °C, 26 barg) versorgt. Da dieser Produktionsprozess sehr empfindlich auf Parameteränderungen des Dampfes reagiert, erfolgt bislang die Besicherung des von einer Gasturbine gefeuerten Abhitzekessels durch Dampfkessel. Könnte nun ein Wärmespeicher innerhalb von zwei Minuten beim Ausfall des Abhitzekessels die Dampfversorgung für etwa 15 Minuten übernehmen, könnten die Dampfkessel aus der Warmhaltung heraus hochgefahren werden und müssten nicht dauerhaft mit Mindestlast betrieben werden. Diese hohe Ausspeiseleistung setzt jedoch eine diffizile Struktur der Wärmeübertragung zwischen Speichermedium und Dampf-, bzw. Wasserrohren voraus. Über diese Anforderungen und technischen Umsetzungen soll berichtet werden.